Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10229:2013 nhằm cung cấp sự hiểu biết về tầm quan trọng của độ cứng do độ cứng là một đặc tính của vật liệu và nhằm giúp quá trình lựa chọn phương pháp thử thích hợp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10229:2013 ISO 18517:2005 CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO - THỬ NGHIỆM ĐỘ CỨNG - GIỚI THIỆU VÀ HƯỚNG DẪN Rubber, vulcanized or thermoplastic - Hardness testing - Introduction and guide Lời nói đầu TCVN 10229:2013 hoàn toàn tương đương ISO 18517:2005 TCVN 10229:2013 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC45 Cao su thiên nhiên biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ cơng bố CAO SU LƯU HĨA HOẶC NHIỆT DẺO - THỬ NGHIỆM ĐỘ CỨNG - GIỚI THIỆU VÀ HƯỚNG DẪN Rubber, vulcanized or thermoplastic - Hardness testing - Introduction and guide Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn đưa hướng dẫn xác định độ cứng cao su lưu hóa nhiệt dẻo Tiêu chuẩn nhằm cung cấp hiểu biết tầm quan trọng độ cứng độ cứng đặc tính vật liệu nhằm giúp q trình lựa chọn phương pháp thử thích hợp Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 1595-1 (ISO 7619-1), Cao su lưu hóa nhiệt dẻo - Xác định độ cứng ấn lõm - Phần 1: Phương pháp sử dụng thiết bị đo độ cứng (Độ cứng Shore) TCVN 1595-2 (ISO 7619-2), Cao su lưu hóa nhiệt dẻo - Xác định độ cứng ấn lõm - Phần 2: Phương pháp sử dụng dụng cụ bỏ túi IRHD TCVN 9810 (ISO 48), Cao su lưu hóa nhiệt dẻo - Xác định độ cứng (độ cứng từ 10 IRHD đến 100 IRHD) ISO 7267-1, Trục lăn bọc cao su - Xác định độ cứng biểu kiến - Phần 1: Phương pháp IRHD ISO 7267-2, Trục lăn bọc cao su - Xác định độ cứng biểu kiến - Phần 2: Phương pháp đo độ cứng loại Shore ISO 7267-3, Trục lăn bọc cao su - Xác định độ cứng biểu kiến - Phần 3: Phương pháp Pusey Jones ISO 18898, Rubber - Calibration and verification of hardness testers (Cao su - Hiệu chuẩn kiểm tra thiết bị thử độ cứng) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Độ cứng cao su quốc tế (International rubber hardness degrees) IRHD Thang độ cứng chọn cho “0” biểu thị độ cứng vật liệu có mơđun Young khơng “100” biểu thị độ cứng vật liệu có mơđun Young vơ hạn CHÚ THÍCH: Các đặc tính sau áp dụng với hầu hết dải thông thường độ cứng: a) Một độ cứng cao su quốc tế thể khác biệt tương ứng môđun Young; b) Đối với cao su đàn hồi cao, thang đo IRHD Shore A so sánh với 3.2 Độ cứng tiêu chuẩn (Standard hardness) S Độ cứng, độ cứng cao su theo tiêu chuẩn quốc tế, nhận cách sử dụng quy trình mơ tả TCVN 9810 (ISO 48) mẫu thử có độ dày tiêu chuẩn khơng nhỏ kích thước biên nhỏ quy định 3.3 Độ cứng biểu kiến (apparent hardness) Độ cứng, độ cứng cao su theo tiêu chuẩn quốc tế, nhận cách sử dụng quy trình mơ tả TCVN 9810 (ISO 48) mẫu thử có kích thước khơng tiêu chuẩn Độ cứng ấn lõm Thuật ngữ độ cứng áp dụng cao su liên quan đến thông số độ cứng vững nhận từ phép thử ấn lõm Mũi ấn ấn vào cao su theo lực cho trước vết lõm đo minh họa Hình Trái với số phương pháp sử dụng cho vật liệu khác, vết lõm đo áp tải trọng vào Trong hầu hết phép thử, mũi ấn bao quanh mặt ép nằm mẫu thử có lực cho trước Trong phép thử tải trọng tĩnh (xem Điều 5), vết lõm đo chênh lệch vết lõm gây lực nhỏ ban đầu vết lõm gây lực cuối lớn CHÚ DẪN khối lượng lò xo để đặt lực mũi ấn mặt ép mẫu thử Hình - Nguyên tắc phép thử độ cứng Các loại phép thử độ cứng Sự khác biệt thực phép thử tải trọng tĩnh lực ấn lõm trọng lực gây ra, thiết bị đo độ cứng dụng cụ đo độ cứng bỏ túi lực ấn lõm tạo lò xo Các phương pháp tải trọng tĩnh sử dụng mũi ấn bi có độ cứng biểu thị theo độ cứng cao su quốc tế (IRHD) quy định TCVN 9810 (ISO 48) Thang độ cứng dựa mối quan hệ xác định 3.1 đường cong tin cậy thể tương quan log 10 (môđun) với độ cứng IRHD Điều tạo thang đo từ đến 100 vật liệu từ mềm vô hạn đến cứng vô hạn Định nghĩa IRHD lựa chọn để đưa phù hợp với thang đo Shore A mô tả Phương pháp tải trọng tĩnh “thông thường" dự kiến sử dụng cho cao su dải từ 35 IRHD đến 85 IRHD có sửa đổi cao su có độ cứng cao thấp Phương pháp L bao gồm dải độ cứng từ 10 IRHD đến 35 IRHD phương pháp H bao gồm dải từ 85 IRHD đến 100 IRHD Phương pháp tải trọng tĩnh micro sử dụng mẫu thử mỏng sử dụng mũi ấn có đường kính 1/6 đường kính theo phương pháp “thơng thường" TCVN 9810 (ISO 48) quy định quy trình sửa đổi sử dụng mẫu thử cong, với kết thể độ cứng biểu kiến Đối với trục lăn cao su, thiết bị tải trọng tĩnh Pusey Jones quy định ISO 7267-3 với TCVN 9810 (ISO 48) phương pháp đo độ cứng ISO 7267-1 ISO 7267-2 Trước dụng cụ đo độ cứng dự kiến dụng cụ cầm tay, nhiên thường gắn khung đỡ có trọng lượng nhằm tác động áp lực mặt ép xác Dụng cụ phổ biến dụng cụ đo độ cứng Shore, với nhiều loại khác để phù hợp với loại vật liệu, nhiều nhà sản xuất chế tạo Dụng cụ đo độ cứng thang Shore A cao su dải độ cứng thông thường dụng cụ đo độ cứng thang D vật liệu cứng tiêu chuẩn hóa TCVN 1595-1 (ISO 7619-1) với dụng cụ vi mô gọi AM dụng cụ vật liệu mềm gọi AO Loại A sử dụng mũi ấn nón cụt, loại D AM sử dụng nón đầu tròn, loại AO sử dụng mũi ấn bi TCVN 1595-2 (ISO 7619-2) quy định dụng cụ đo bỏ túi có mũi ấn bi thiết kế để đọc thang đo IRHD Ý nghĩa Về nguyên tắc, độ cứng liên quan đến môđun cao su công thức kinh nghiệm thấy sách Mối quan hệ mũi ấn bi nêu TCVN 9810 (ISO 48) với biểu đồ độ cứng so với log(môđun) Mối quan hệ cao su đàn hồi hồn hảo thực tế xem giá trị xấp xỉ Do có quan hệ với môđun Young môđun trượt, coi độ cứng đặc tính vật liệu Tuy nhiên, tính đơn giản khơng tốn thử nghiệm độ cứng với chất không phá hủy phép thử, độ cứng sử dụng phổ biến làm thước đo tiện lợi cho tính cứng rắn vật liệu Giới hạn độ phân giải độ xác đạt khơng phải lúc đánh giá Nhìn chung, sai số tốt đạt ± IRHD, quy đổi sang khoảng ± % môđun mức thang tỷ lệ khoảng ± 16 % độ cứng thấp cao Sử dụng phép thử độ cứng Độ cứng thước đo tính chất cứng mơđun Đây đặc tính quan trọng cao su hầu hết ứng dụng Tính chất phổ biến tính đơn giản tính đa dạng mẫu thử u cầu, tính khơng tốn chất không phá hủy mẫu phép thử Do đặc tính này, độ cứng sử dụng phổ biến làm thử nghiệm kiểm soát chất lượng, xử lý cố, làm thông số phân loại cho hợp chất sản phẩm yêu cầu chi tiết kỹ thuật sản phẩm vật liệu Độ cứng sử dụng rộng rãi làm thước đo tiện lợi khơng phá hủy trạng thái tính đồng lưu hóa dãy sản phẩm lưu hóa Độ cứng sử dụng để theo dõi già hóa, nhiễm bẩn độ xốp phù hợp với mục đích chẩn đoán Lựa chọn phương pháp Khi cần dụng cụ cầm tay, ví dụ dùng để thử mẫu sản phẩm, sử dụng dụng cụ đo độ cứng bỏ túi dụng cụ đo độ cứng chịu tải lò xo Cho đến nay, dụng cụ đo loại A dụng cụ đo phổ biến nhất, nhiên dụng cụ đo bỏ túi IRHD loại AO có lợi mũi ấn bi, giúp cho bị hư hỏng so với nón cụt Dụng cụ đo độ cứng bỏ túi IRHD có độ dao động lực đàn hồi lò xo thấp khoảng đo độ cứng kết tương ứng trực tiếp với kết đạt dụng cụ tải trọng tĩnh Đối với cao su cứng loại mẫu thử mỏng, loại AM loại D tương ứng thích hợp Thang đo loại Shore D thường với vật liệu chất dẻo thường sử dụng vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo ebonit cứng ưa chuộng thang đo IRHD Shore A cho cao su có độ cứng 90 IRHD CHÚ THÍCH: Dụng cụ đo độ cứng chế tạo có thiết bị tích hợp đảm bảo áp dụng áp suất mặt ép xác bỏ qua lực tác động người đo Các phương pháp tải trọng tĩnh dùng làm phương pháp ưu tiên mẫu thử tiêu chuẩn phòng thử nghiệm, phương pháp tải trọng tĩnh micro sử dụng có sẵn mẫu thử mỏng Các thang đo độ cứng cao thấp dùng để cải thiện chênh lệch mức tỷ lệ cao thang đo cao cho thấy không ưu việt (xem Thư mục tài liệu tham khảo [1] để có thơng tin chi tiết hơn) Tuy nhiên, nhiều người thích sử dụng dụng cụ đo độ cứng loại Shore gắn khung giá (không dùng loại cầm tay) Lý việc sử dụng dụng cụ đo tải trọng tĩnh tải trọng cấp lực khơng đổi ổn định so với lò xo Một đánh giá hệ thống thông số ảnh hưởng đến độ chụm phương pháp tải trọng tĩnh khía cạnh tốt (xem Thư mục tài liệu tham khảo [2] để có thơng tin chi tiết hơn) Mẫu thử Trong thực tế, phép đo độ cứng thực mẫu thử sản phẩm với kích cỡ hình dạng khác nhau, đặc biệt sử dụng dụng cụ đo độ cứng cầm tay Các kết đạt phụ thuộc vào kích cỡ mẫu thử, đặc biệt độ dày, điều quan trọng mẫu thử tiêu chuẩn sử dụng để nhận kết so sánh Các kết mẫu thử không tiêu chuẩn gọi độ cứng biểu kiến TCVN 9810 (ISO 48) Hạn chế phép đo độ cứng biểu kiến kết khác với kết thực mẫu thử tiêu chuẩn so sánh với thử nghiệm thực theo cách thức sử dụng dạng hình học Khi khơng có sẵn thiết bị micro để thử vật liệu mỏng, vài lớp sử dụng nhằm thu độ dày mẫu thử mong muốn, nhiên, kết thử nghiệm khác với kết đạt mẫu thử tiêu chuẩn 10 Khối cứng tiêu chuẩn Dụng cụ thử độ cứng phải hiệu chuẩn theo ISO 18898, khối đối chứng tiêu chuẩn có sẵn, hữu dụng việc kiểm tra lần hiệu chuẩn, đặc biệt dụng cụ đo độ cứng cầm tay dụng cụ đo độ cứng bỏ túi 11 So sánh thang đo độ cứng Đối với cao su đàn hồi tốt, thang đo Shore A IRHD gần đồng ngoại trừ giới hạn cao thấp thang đo Đối với vật liệu thực tế, mối tương quan không rõ phụ thuộc vào vật liệu Mối quan hệ kinh nghiệm thang đo A D công bố (xem Thư mục tài liệu tham khảo [3] để có thơng tin chi tiết hơn), nhiên chúng phải xem xét làm giá trị gần Một nhân tố quan trọng ảnh hưởng chênh lệch vào thời điểm áp dụng tải trọng, đặc biệt với vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo cao su lưu hóa biểu hiện tượng trễ cao Về mặt lý thuyết, dụng cụ tải trọng tĩnh thông thường micro đưa kết tương đương, nhiên độ dày tác động lớp bề mặt (bề mặt cứng phần bên trong), điều xảy có chênh lệch đáng kể THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] KUCHERSKII, A.M., KAPOROVSKII, B.M.: Polym Test., 14, 1995, [2] BROWN, R.P., SOEKARNEIN, A.: Polym Test., 10, 1991, [3] BROWN, R.P.: Physical Testing of Rubber, Chapman and Hall, London, 1996 MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Độ cứng ấn lõm Các loại phép thử độ cứng Ý nghĩa Sử dụng phép thử độ cứng Lựa chọn phương pháp Mẫu thử 10 Khối cứng tiêu chuẩn 11 So sánh thang đo độ cứng Thư mục tài liệu tham khảo ... với kết đạt mẫu thử tiêu chuẩn 10 Khối cứng tiêu chuẩn Dụng cụ thử độ cứng phải hiệu chuẩn theo ISO 18898, khối đối chứng tiêu chuẩn có sẵn, hữu dụng việc kiểm tra lần hiệu chuẩn, đặc biệt dụng... thử tiêu chuẩn sử dụng để nhận kết so sánh Các kết mẫu thử không tiêu chuẩn gọi độ cứng biểu kiến TCVN 9810 (ISO 48) Hạn chế phép đo độ cứng biểu kiến kết khác với kết thực mẫu thử tiêu chuẩn. .. (apparent hardness) Độ cứng, độ cứng cao su theo tiêu chuẩn quốc tế, nhận cách sử dụng quy trình mô tả TCVN 9810 (ISO 48) mẫu thử có kích thước khơng tiêu chuẩn Độ cứng ấn lõm Thuật ngữ độ cứng áp dụng